时间: 2023-12-31 15:38:00 | 作者: 行业新闻
架空输电线路是现代电力系统中的主要设施，跟着社会人群对电能的需求慢慢的变大，该线路数量大幅度增长，整体架构也变得更复杂，这时线路运维、检修工作的难度大幅度增长，以往广泛使用的人工巡检模式已经没办法满足工作要求。为此，架空输电线路管理部门引进了无人机巡检技术，该项技术成功弥补了人工巡检模式的不足，可以帮助人工了解架空输电线路情况，做好运维、检修工作。
我国在2008年开始正式研究架空输电线路无人机巡检技术，对该项技术的应用进行了探索并得出了一些成果，显示该项技术确实拥有非常良好的应用价值与可行性，但因为当时技术水平有限，所以技术应用还存在缺陷。由此大量研究人员投身于该项技术的发展性研究中，使得该项技术持续不断的发展，逐步走向成熟，这时无人机巡检技术成为了执行架空输电线路相关工作的主要手段。而毋庸置疑的是，无人机巡检技术在架空输电线路相关工作中仍旧有很大的发展空间，因此为了解技术发展的新趋势与应用现状，有必要分析其研究进展。
无人机巡检技术在架空输电线路中的应用已有一些年头，我国在技术发展中也提出了相关的技术管理标准，但较先进国家的有关标准，我国技术管理标准在无人机巡检的技术安全管理方面还比较薄弱，尚处于起步阶段，是后续有待研究的重点。就现状而言，国内现行有关技术标准涉及到技术运行的作业安全管理、设备配置方法、功能质量发展要求等多个角度，有关标准大体可分为行业标准、企业标准、中电联团体标准：行业标准。DL/T 1578—2016《架空输电线路无人直升机巡检系统》、DL/T1482—2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》；企业标准。Q/GDW 11399—2015《电力无人机巡检作业安全工作规程》、Q/GDW 11383—2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》等；中电联团体标准，T/CEC 193—2018《电力行业无人机巡检作业人员培训考核规范》。
在众多标准中，《电力无人机巡检作业安全工作规程》、《架空输电线路无人直升机巡检系统》、《电力行业无人机巡检作业人员培训考核规范》最重要，旨在全方位保障技术运行稳定，也保障架空输电线路巡检工作质量。此外，在技术管理标准的发展中可知，国内相关机构正在编制《架空输电线路固定翼无人机巡检系统》，其属于行业标准，目的是对无人机巡检系统来进行分类，并对系统技术方面的要求、试验方法提出规范[1]。总体而言，我国架空输电线路无人机巡检技术的技术管理标准体系比较完善，但标准水平略显不足，一定要通过进一步研究来推动发展。
自主巡检技术是架空输电线路无人机巡检技术探讨研究中的重点课题，该项技术在理论上能够让无人机自主飞行、运作，基本能摆脱人工。根据现有研究成果可知，能够正常的使用激光雷达、实时动态高精度定位技术来实现无人机自主巡检，其中激光雷达技术能自动获取飞行线路的高精度三维点云数据，由此能对飞行线路进行规划，而实时动态高精度定位技术能够对无人机实际飞行路线来控制，确保无人机飞行路线与规划路线吻合。
现实情况中自主巡检技术尚处于研究阶段，因为该项技术的实施涉及到无人机飞行时的航高、坐标、惯性等多种不确定的因素，所以该项技术在目前研究中的成本会比较高。同时，无人机在对架空输电线路进行巡检时要考虑到杆塔巡检的精细程度，而激光雷达技术在这方面还不够成熟，无法投入实际运用，这是该项技术未来的研究方向。此外，自主巡检技术还有很多待研究的点，如无人机续航问题、地面工作站巡检任务采集功能等，这样一些问题不但尚未解决，也没有产生对应的技术，这也是后续需要研究的重点[2]。
无人机巡检技术在任何应用领域中都需要得到安全管控，这一点在架空输电线路巡检中更重要，稍有不慎是可能损害电路的，甚至会引起一些灾害。针对安全管控问题，现代无人机巡检技术都是严格依照国家提出的安全作业标准来实施的，此举确实大幅度的提高了技术实施的安全性，但也导致无人机巡检技术的功效未能充分的发挥。
这一条件下，为了同时兼顾作业安全管控与无人机应用价值的充分发挥，国内相关组织通过研发得出了无人机可视化综合管理系统，该系统具备无人机视频实时回传、无人机实时管理、远程操控等功能，能让无人机在巡检中保持良好的安全性。但该系统提出的时间相对来说比较短，只适用于型号特定的无人机上，且此类无人机一般不满足架空输电线路巡检要求。同时，国内电网公司还在2017年研发提出过无人机巡检作业飞行数据记录器、无人机巡检业务模块，借助记录器与业务模块能实现无人机巡检作业全过程监管、且无显著的缺陷，因此记录器与业务模块至今仍在沿用，其主要研发方向是完善两者功能。
在相对较早的无人机巡检技术应用中可知，架空输电线路巡检人员一般是操作无人机，利用无人机搭载的摄像设备对线路局部进行拍摄，随后人工对拍摄图像做多元化的分析，最终得出判定结果，确认问题位置、类型、规模等。这种方式确实行之有效，但依旧依赖人工，在人工不稳定性的影响下有可能作出错误判断，同时无人机拍摄图像存在清晰度等方面的缺陷，人工不一定能作出判断。因此，在现代无人机巡检研发技术中提出了问题识别技术概念，该项技术主要是让无人机系统具备自主判断问题的能力，根据当前研究成果可知，该项技术已初具雏形，即近些年国家电网公司在物联网技术支撑下，结合深度神经网络算法、大数据和图像识别技术等实现了问题识别技术，使得无人机系统能自动分析架空输电线路上的问题，并生成巡检报告，免去了人工分析的环节。
该项技术的研发时间很短，目前还存在很多缺陷：问题识别中，有相当一部分问题还无法被量化判定，现在使用的深度神经网络算法在识别问题时容易受问题类型相似性干扰，最终出现误判，如绝缘子问题识别中，假设绝缘子上有明显污迹，算法就会根据污迹是不是真的存在、污迹存在位置特征来进行判断，这时绝缘子附近的污迹也可能被列入算法范围，受非绝缘子上的污迹影响，算法可能会认为绝缘子上存在污迹，有必要进行清理，此类现象还有很多，说明该项技术有待完善；问题分类。即为保障问题识别技术能顺利实施，电科院对架空输电线路的普遍的问题进行了分类，大体包括杆塔、导地线、绝缘子、大尺寸金具、小尺寸金具、基础、通道环境、接地装置、附属设施，这是问题识别技术的实施基础，技术系统可借助缺陷算法来进行分类判断。但在相关实践测试中发现，现有的缺陷算法还不够完善，尤其在效率与准确性上不达标，这也说明问题识别技术还有待研究。
综上，通过一系列分析可知，我国针对架空输电线路无人机巡检技术提出了相对完善的技术管理标准，但各项标准的水平还略显不足、亟待加强。在关键技术方面，国内架空输电线路无人机巡检技术探讨研究方向明确，提出了多种有良好应用价值的关键技术概念，但这些技术在实际应用中均存在缺陷，甚至有部分还无法投入实际应用。依照现有研究成果可知，这些技术能在极短的时间内实现，届时能让国内架空输电线路无人机巡检技术水平达到新的层次。